Fotoelektronu pavairotājs: Atšķirības starp versijām

Dzēstais saturs Pievienotais saturs

Vienā rindā

Pašreizējā versija, 2020. gada 20. decembris, plkst. 22.51

Japānā ražots fotoelektronu pavairotājs *Hamamatsu R446* no spektrofotometra.

Vienkāršs 1970. gadā ražots pavairotājs ar vienu dinodu ФЭУ-2

Fotoelektronu pavairotājs jeb fotoelektronu daudzkāršotājs ir vakuuma elektroierīce, kurā tiek izmantotas fotoefekta un sekundārās emisijas parādības un kuru lieto kā sevišķi jutīgu gaismas sensoru.

Vēsture

Pirmo reizi fotoelektronu pavairotāju ieteicis (1930. gadā) un izstrādājis (1934. gadā) krievu fiziķis un izgudrotājs Leonīds Kubeckis, kurš par to saņēmis PSRS Valsts prēmiju.

Uzbūve

Fotoelektronu pavairotāja, tāpat kā jebkuras elektronu lampas, konstrukcijā ietilpst vakuumēts stikla balons, katods un anods. Balonam bieži ir gaismas necaurlaidīgs pārklājums, kurā atstāts lodziņš gaismas iekļūšanai. Katods (fotokatods) pārklāts ar metāla kārtiņu, kas gaismas iedarbībā viegli emitē elektronus (visbiežāk izmanto sārmu metālus, piemēram, cēziju). Atšķirībā no vakuuma fotoelementa, fotoelektronu pavairotājam ir vismaz viens dinods — elektrods, kas rada sekundāros elektronus. Jutīgiem pavairotājiem dinodi (tiem parasti ir izliekta forma, lai virzītu elektronus uz nākamo dinodu) ir vairāki. Dažreiz fotoelektronu pavairotājā ievieto speciālu fokusējošo elektrodu elektronu kūļa koncentrēšanai.

Darbības princips

Fotoelektronu pavairotāja uzbūve un darbība kā scintilāciju reģistratoram

Gaismai (redzamajai gaismai, UV stariem, infrasarkanajiem stariem) krītot uz fotokatodu, fotoemisijas rezultātā no tā atdalās fotoelektroni (rodas fotostrāva). Fotoelektroni strauji virzās uz tuvākā dinoda pusi, jo dinodiem ir pielikts pozitīvs spriegums, turklāt katram nākamajam — arvien lielāks, tādēļ no katra nākamā dinoda tiek izsists arvien vairāk elektronu. Vislielākais spriegums pielikts anodam (līdz pat 3000 V; dinodu spriegumus iegūst ar sprieguma dalītāja palīdzību) un uz tā nonāk visi ierīcē radušies elektroni, kuru skaits ir tūkstošiem un miljoniem reižu lielāks, nekā sākotnējo elektronu skaits. Sevišķi jutīgi pavairotāji ir spējīgi reģistrēt atsevišķus fotonus.

Galvenie parametri

Pavairotāju ФЭУ-93 un ФЭУ-97 gaismas lodziņi

Anoda gaismjutība (anodstrāvas attiecība pret to izraisošo gaismas plūsmu pie nominālajiem potenciāliem uz elektrodiem) — parasti 1 līdz 10⁴ ampēri uz lūmenu.
Spektrālā jutība (fotokatoda jutība pret dažādu viļņu garumu gaismu, pareizināta ar elektrodu sistēmas pastiprinājuma koeficientu, kas parasti ir no 10³ līdz 10⁸).
Tumsas strāva (strāva anodķēdē, kas plūst bez gaismas iedarbības). Parasti nepārsniedz 10⁻⁹ līdz 10⁻¹⁰ A.

Izmantošana

Lieto spektrometrijā, kodolfizikā un elementārdaļiņu fizikā vājas gaismas un atsevišķu vāju gaismas uzliesmojumu (scintilāciju) reģistrēšanai. Ietilpst scintilāciju skaitītāju sastāvā. Pavairotājus izmanto arī optikā, televīzijā, lāzeru tehnikā.

Lielbritānijā ražots pavairotājs 9781A EMI ar sprieguma dalītāju no rezistoriem

Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Fotoelektronu pavairotājs

@@ 1. rindiņa: / 1. rindiņa: @@
-[[Attēls:Hamamatsu r446.jpg|thumb|250px|[[Japāna|Japānā]] ražots fotoelektronu pavairotājs HAMAMATSU R446 no [[spektrofotometrs|spektrofotometra]]]]
+[[Attēls:Hamamatsu r446.jpg|thumb|250px|[[Japāna|Japānā]] ražots fotoelektronu pavairotājs ''[[Hamamatsu]] R446'' no [[spektrofotometrs|spektrofotometra]].]]
+[[Attēls:Feu 2 1970.jpg|thumb|200px|Vienkāršs [[1970]]. gadā ražots pavairotājs ar vienu dinodu ФЭУ-2]]
 '''Fotoelektronu pavairotājs''' jeb '''fotoelektronu daudzkāršotājs''' ir [[vakuums|vakuuma]] elektroierīce, kurā tiek izmantotas [[fotoefekts|fotoefekta]] un [[sekundārā emisija|sekundārās emisijas]] parādības un kuru lieto kā sevišķi jutīgu [[gaisma]]s [[sensors|sensoru]].
-[[Attēls:Feu 2 1970.jpg|thumb|left|200px|Vienkāršs pavairotājs ar vienu dinodu ФЭУ-2 (ražots [[1970]]. gadā)]]
-<center>
-__TOC__
-</center>
-==Vēsture==
+== Vēsture ==
-Pirmo reizi fotoelektronu pavairotāju ieteicis ([[1930]]. gadā) un izstrādājis ([[1934]]. gadā) krievu fiziķis un izgudrotājs [[Leonīds Kubeckis]], kurš par to saņēmis [[PSRS]] Valsts prēmiju.
+Pirmo reizi fotoelektronu pavairotāju ieteicis ([[1930]]. gadā) un izstrādājis ([[1934]]. gadā) krievu fiziķis un izgudrotājs [[Leonīds Kubeckis]], kurš par to saņēmis [[Padomju Savienība|PSRS]] Valsts prēmiju.
-==Uzbūve==
+== Uzbūve ==
-Fotoelektronu pavairotāja, tāpat kā jebkuras [[elektronu lampa]]s, konstrukcijā ietilpst vakuumēts stikla balons, [[katods]] un [[anods]]. Balonam bieži ir gaismas necaurlaidīgs pārklājums, kurā atstāts lodziņš gaismas iekļūšanai. Katods ([[fotokatods]]) pārklāts ar metāla kārtiņu, kas gaismas iedarbībā viegli emitē [[elektrons|elektronus]] (visbiežāk izmanto [[sārmu metāli|sārmu metālus]], piemēram, [[cēzijs|cēziju]]). Atšķirībā no vakuuma [[fotoelements|fotoelementa]], fotoelektronu pavairotājam ir vismaz viens [[dinods]] - [[elektrods]], kas rada sekundāros elektronus. Jutīgiem pavairotājiem dinodi (tiem parasti ir izliekta forma, lai virzītu elektronus uz nākamo dinodu) ir vairāki. Dažreiz fotoelektronu pavairotājā ievieto speciālu fokusējošo elektrodu elektronu kūļa koncentrēšanai.
+Fotoelektronu pavairotāja, tāpat kā jebkuras [[elektronu lampa]]s, konstrukcijā ietilpst vakuumēts stikla balons, [[katods]] un [[anods]]. Balonam bieži ir gaismas necaurlaidīgs pārklājums, kurā atstāts lodziņš gaismas iekļūšanai. Katods ([[fotokatods]]) pārklāts ar metāla kārtiņu, kas gaismas iedarbībā viegli emitē [[elektrons|elektronus]] (visbiežāk izmanto [[sārmu metāli|sārmu metālus]], piemēram, [[cēzijs|cēziju]]). Atšķirībā no vakuuma [[fotoelements|fotoelementa]], fotoelektronu pavairotājam ir vismaz viens [[dinods]] — [[elektrods]], kas rada sekundāros elektronus. Jutīgiem pavairotājiem dinodi (tiem parasti ir izliekta forma, lai virzītu elektronus uz nākamo dinodu) ir vairāki. Dažreiz fotoelektronu pavairotājā ievieto speciālu fokusējošo elektrodu elektronu kūļa koncentrēšanai.
-==Darbības princips==
+== Darbības princips ==
 [[Attēls:Photomultipliertube in Operation-lv.svg|thumb|center|600px|Fotoelektronu pavairotāja uzbūve un darbība kā scintilāciju reģistratoram]]
-Gaismai (redzamajai gaismai, [[UV stari]]em, [[infrasarkanie stari|infrasarkanajiem stariem]]) krītot uz fotokatodu, [[fotoemisija]]s rezultātā no tā atdalās [[fotoelektrons|fotoelektroni]] (rodas [[fotostrāva]]). Fotoelektroni strauji virzās uz tuvākā dinoda pusi, jo dinodiem ir pielikts pozitīvs [[spriegums]], turklāt katram nākamajam - arvien lielāks, tādēļ no katra nākamā dinoda tiek izsists arvien vairāk elektronu.  Vislielākais spriegums pielikts anodam (līdz pat 3000 [[volts|V]]; dinodu spriegumus iegūst ar [[sprieguma dalītājs|sprieguma dalītāja]] palīdzību) un uz tā nonāk visi ierīcē radušies elektroni, kuru skaits ir tūkstošiem un miljoniem reižu lielāks, nekā sākotnējo elektronu skaits. Sevišķi jutīgi pavairotāji ir spējīgi reģistrēt atsevišķus [[fotons|fotonus]].
+Gaismai (redzamajai gaismai, [[UV stari]]em, [[infrasarkanie stari|infrasarkanajiem stariem]]) krītot uz fotokatodu, [[fotoemisija]]s rezultātā no tā atdalās [[fotoelektrons|fotoelektroni]] (rodas [[fotostrāva]]). Fotoelektroni strauji virzās uz tuvākā dinoda pusi, jo dinodiem ir pielikts pozitīvs [[spriegums]], turklāt katram nākamajam — arvien lielāks, tādēļ no katra nākamā dinoda tiek izsists arvien vairāk elektronu. Vislielākais spriegums pielikts anodam (līdz pat 3000 [[volts|V]]; dinodu spriegumus iegūst ar [[sprieguma dalītājs|sprieguma dalītāja]] palīdzību) un uz tā nonāk visi ierīcē radušies elektroni, kuru skaits ir tūkstošiem un miljoniem reižu lielāks, nekā sākotnējo elektronu skaits. Sevišķi jutīgi pavairotāji ir spējīgi reģistrēt atsevišķus [[fotons|fotonus]].
-==Galvenie parametri==
+== Galvenie parametri ==
 [[Attēls:Feu 93 tumshais feu 97 gaishais.jpg|thumb|250px|Pavairotāju ФЭУ-93 un ФЭУ-97 gaismas lodziņi]]
-* Anoda gaismjutība (anodstrāvas attiecība pret to izraisošo [[gaismas plūsma|gaismas plūsmu]] pie nominālajiem [[potenciāls|potenciāliem]] uz elektrodiem) - parasti 1 līdz 10<sup>4</sup> [[ampērs|ampēri]] uz [[lūmens|lūmenu]].
+* Anoda gaismjutība (anodstrāvas attiecība pret to izraisošo [[gaismas plūsma|gaismas plūsmu]] pie nominālajiem [[potenciāls|potenciāliem]] uz elektrodiem) — parasti 1 līdz 10<sup>4</sup> [[ampērs|ampēri]] uz [[lūmens|lūmenu]].
 * Spektrālā jutība (fotokatoda jutība pret dažādu [[viļņa garums|viļņu garumu]] gaismu, pareizināta ar elektrodu sistēmas pastiprinājuma koeficientu, kas parasti ir no 10<sup>3</sup> līdz 10<sup>8</sup>).
-* Tumsas strāva (strāva anodķēdē, kas plūst bez gaismas iedarbības). Parasti nepārsniedz 10<sup>-9</sup> - līdz 10<sup>-10</sup> [[ampērs|A]].
+* Tumsas strāva (strāva anodķēdē, kas plūst bez gaismas iedarbības). Parasti nepārsniedz 10<sup>−9</sup> līdz 10<sup>−10</sup> [[ampērs|A]].
-==Izmantošana==
+== Izmantošana ==
 Lieto [[spektrometrija|spektrometrijā]], [[kodolfizika|kodolfizikā]] un [[elementārdaļiņu fizika|elementārdaļiņu fizikā]] vājas gaismas un atsevišķu vāju gaismas uzliesmojumu (scintilāciju) reģistrēšanai. Ietilpst [[scintilāciju skaitītājs|scintilāciju skaitītāju]] sastāvā. Pavairotājus izmanto arī [[optika|optikā]], [[televīzija|televīzijā]], [[lāzers|lāzeru tehnikā]].
 [[Attēls:9781a emi lielbritanija.jpg|thumb|left|250px|[[Lielbritānija|Lielbritānijā]] ražots pavairotājs 9781A EMI ar sprieguma dalītāju no [[rezistors|rezistoriem]]]]
-<br clear=all>
+{{clear}}
 {{commons|Photomultiplier|Fotoelektronu pavairotājs}}
+{{Elektroniskie komponenti|state=expanded}}
 [[Kategorija:Vakuuma elektroierīces]]
 [[Kategorija:Sensori]]
 [[Kategorija:Radiācijas detektori]]
-[[ca:Tub fotomultiplicador]]
-[[cs:Fotonásobič]]
-[[de:Photomultiplier]]
-[[en:Photomultiplier]]
-[[es:Fotomultiplicador]]
-[[fr:Photomultiplicateur]]
-[[hr:Fotomultiplikator]]
-[[hu:Fotoelektron-sokszorozó]]
-[[it:Fotomoltiplicatore]]
-[[ja:光電子増倍管]]
-[[nl:Fotomultiplicator]]
-[[no:Fotomultiplikator]]
-[[pl:Fotopowielacz]]
-[[ru:Фотоэлектронный умножитель]]
-[[sv:Fotomultiplikator]]